电动助力转向系统发展现状研究

徐炜

摘 要：文章系统地阐述了电动助力转向系国内外发展现状，并分析了电动助力转向系统的优势。

关键词：电动助力转向系统；EPS；转向系统

目前，作为新型主动转向系统等转型系统都是基于电动助力转向系统基础开发起来的。因此，对于电动助力转向系统的发展就显得尤为重要。随着科技成果的发展，电子类产品在汽车上的应用将更加广泛，电动助力转向系统在汽车上的应用必将成为未来的前进必然趋势。

1 电动助力系统国外发展现状

电动助力转向系统的出现还要追溯到上世纪八十年代末，随着电子行业的飞速发展，电动助力转向系统作为机电一体化的代表，将电机与电子产品相结合，对汽车的驾驶系统进行了提升，在满足了驾驶员对操縱系统轻便型的同时，并保证了驾驶员对路感的把握性，因此得到了广泛的应用[1]。同时，也使汽车更加的环保。取消的液压助力转向系统中的液压油部分，降低了液压油泄漏对环境污染的可能。综合以上所说的优点和在实际驾驶过程中的高品质的操纵性，电动助力转向系统表现出了非常大的优势。

日本是最早研发电动助力转向系统的国家，将EPS系统率先在微型汽车上进行应用。铃木公司在1988年第一个将EPS系统安装在了奥拓这款汽车中。几年之后，Honda公司在这个领域也得到了突破，同年将高级跑车Acura NSX的助力系统也安装了EPS，从而使得该款汽车的全球市场中处于优势地位[2]。

随着EPS系统技术得到广泛的认可，先后有多家汽车公司开始对EPS系统投入研究，如英国卢卡斯、日本三菱汽车、大发汽车公司、德国ZF、德尔福公司和美国天合公司。德尔福公司的产品用于大众波罗、欧宝318i和菲亚特Punto等车型上安装了电动助力转向系统，三菱在其生产的Minic上配备了EPS系统日本大发也在它Mira车型上配备了EPS系统，本田的Accord上也己经选装了EPS系统进行安装。直至今日这些公司的电动助力转向系统在国际市场中仍然占有着广大的市场份额。

从电动助力转向系统出现到现在的30余年时间里，EPS系统得到了飞速的发展。从最开始的电动助力转向系统仅在汽车低速的停车状态时动作，向全速型进行的发展使汽车在高速行驶时主动添加阻尼控制使汽车在全速下也可进行操纵稳定性控制。应用范围也越来越广，从最开始的中型微、微型汽车上的应用己经向中高档汽车扩展。

近几年来中高档汽车对驾驶的舒适性和安全性的要求更为突出，因此电动助力转向系统需要更加系统的提升，通过汽车多组信号的反馈更精密地对系统进行控制。研究趋势从最初的仅通过方向盘转矩转角和车速的信息处理，向增加横摆加速度、前轴载荷、转向阻力距和重心偏移等复杂信号处理，使得助力控制更加精准。己获得更高的驾驶体验，提高驾驶员对路面信息的掌握，甚至记录驾驶员的驾驶习惯对助力系统进行自我完善。

2 电动助力系统国内发展现状

国内的电动助力转向系统的起步相对于国外起步时间较晚，同时还面临着转向系统没有系统研究等一系列的问题，因此面临很大挑战。国内最早使用电动助力转向系统的是昌河北斗星，之后开启了国内转向系统的变革。随和国内汽车行业的自身发展，国内电动助力转向系统与国际先进技术相融合引进，使我国EPS（电动阻力转向系统）系统快速发展。

国内己将电动助力转向系统的研究列入了重点科研项目。一些有相关背景的高校与汽车行业的一部分企业合作共同研究，在基础较低的情况下，可到了相对较大的发展，但作为产品的问世还为时尚早，系统相对不成熟是面临的最大问题。从1998年开始我国就开始了对电动助力转向系统的研究，其中吉林大学、清华大学和华南理工大学等己取得较大的突破，主要涉及EPS系统的算法研究。

作为消费类产品，其能否适应市场和是否存在竞争力是重中之重，作为自主研发的助力转向系统与国际生产厂商之间对于汽车整体的驾驶手感，操纵性发面还存在许多欠缺。国内在近几年才开始了EPS的研究，荆州恒隆公司、株洲南方动力、福林国润和株洲易力达等一系列多家企业正在从事EPS的研究与开发工作。国内EPS系统虽然得到了快速的发展但一些问题也暴露出来，比如EPS噪声大、方向盘振动厉害、方向盘转向不对称，系统的可靠性低，故障率高驾驶安全存在隐患等问题仍待解决。另外从研发和生产力转化方面，科技成果转化还是存在许多壁垒，因此制约了电动助力转向系统的发展。作为生产制造业，由于国内对与电动助力转向系统的产业标准定义上不清晰，各厂家之间生产的产品不匹配也是现在面临的重要问题需要尽快解决。

从2004-2015年，全国EPS系统的生产、总装和销售都呈现逐年增加的趋势。最近5年内国内电动助力转向系统的产量都在以25%以上的增长率发展，因此可见国内对EPS系统的需求还一段时间内非常可观。但作为国内的生产企业来说，助力系统还处于初级阶段与国外公司还有很大的差距，在短时间能无法满足高标准的驾驶需求，所以国内市场还是基本有国外产品占据。

从长远来看提升国内自主公司的EPS研发能力势在必行，将研究成果转化成为实际产品意义重大。是国内自主品牌迅速占有市场，在市场中提升产品在提升中抓住市场。

3 电动助力系统优势分析

由于电动助力转向系统输入信号不仅考虑驾驶员的输入信号，还需要车速横摆角速度等，从而解决在在满足汽车控制轻便型的通知保证汽车的稳定性。新型的电动助力转向系统的出现与传统的助力转向系统相比有许多优势[3]：

（1）电动助力转向系统中，电机属于短时工作制，在不发生转向指令是助力电机不动作，比液压助力更节能。

（2）可靠性高，在系统故障情况下依然可以通过方向盘控制不至于使汽车倾覆，对外界干扰有很好的阻尼特性。

（3）集成性好，在电动助力转向系统的基础上可以增加其他系统实现更好的助力转向功能，如边传动比和主动转向功能。

（4）没有液压助力系统中的液压油液压泵等设备，系统更环保系统占用空间小。

（5）助力转向系统中ECU和助力电机都是通过电瓶供电，因此在发动机不启动的情况下原地转向依然可以起到助力转向的作用。

（6）系统的应变能力更强，与环境结合更紧凑，助力形式更多变。

（7）可以在温度较低的环境下进行正常工作，液压油在低温情况下需要预热。

（8）通过添加胎压信号，系统可以更详细地了解汽车的工作状态对助力模式的实行有着决定作用。

4 结束语

电动助力转向系统主要由三部分组成：电子控制单元（包括控制单元和驱动单元）、信号传感器（包括扭矩传感器和转速传感器）和转向机构（电动机、离合器、传动齿轮减速器）。本文系统地阐述了电动助力转向系国内外发展现状，并分析了电动助力转向系统的优势，随着科技成果的发展，电动助力转向系统在汽车上的应用必将成为未来的前进必然趋势。

参考文献

[1]贾和平，钟绍华.汽车电动助力转向系统的技术分析[J].轻型客车技术，2006，11（7）：18-21.

[2]林逸，施国标，邹常丰.电动助力转向系统转向性能的客观评价[J].农业机械学报，2003，34（4）：4-7.

[3]Roy M. Variable effort steering for vehicle stability enhancement[J].Society of Automotive Engineers，2000，17（1）：14-17.